Citat:
Ursprungligen postat av
Mark G
Om den utgående värmestrålningen från planetens yta till viss del absorberas av atmosfären och skickas tillbaka till planeten så måste det leda till ökad temperatur. Svårare än så är det inte.
Jordens temperatur, vid jordytan och i atmosfären, bestäms enligt Plancks Lag som beskriver svartkroppsstrålning: P/A = εσT4 för "radiative cooling" och I/A= εσT4 för absorberad energi, där T är temperaturen, ε är emissivitet och σ är Stefan-Boltzmanns konstant 5.67x10^-8. Enheten är W/m^2.
Det betyder att εσT(1)4=εσT(2)4 där T(2)=temperaturen vid jordytan ärT(1) där T= temperaturen på strålningen som träffar atmosfären och värmer upp jorden.
Man kan också ta σT4 = εσT4 där vänster sida om = har T=inkommande från solen och εσT4 har T=utgående från atmosfären.
Inkommande från solen är 1370W/m^2= fjärde roten ur 1370/0.0000000567= 396K
Utgående från atmosfären är ca 210K
Inkommande vid jordytan på belyst sida är som högst 1370W och i genomsnitt ca 1000W=
1000/0.0000000567=364K
Utgående från jordytan är runt 300K på belyst sida. Jag använder den siffran istället för 288 för att visa hur felaktig energibudgeten är. 300K gör det endast svårare för mina argument.
Med 396K inkommande och 364K vid jordytan så får vi ε= 364/396=0.91 vilket är hur atmosfären påverkar inkommande solstrålning vilket ger σ396^4= εσ396^4=σ364^4W/m^2 som är den mängd strålningsenergi som jordytan tar emot.
Eftersom utgående strålning från ytan är εσ364^4=300K och enligt Kirchoffs lag för "thermal radiation" säger att ε= absorptans, så är den utgående strålningen en lika stor andel emitterad strålning som den andel som har absorberats = 300/364 vilket ger ε=0.82.
Temperaturen vid troposfärens topp är 210K vilket betyder att σ300^4=εσ210^4W/m^2 vilket ger ε=0.7. Då har vi bestämt ε i de olika skikten i jordens system.
Om vi tar endast inkommande/utgånde = 210/396 så får vi ε=0.53. Eftersom ε= hur mycket strålning som absorberas och kirchoffs lag säger att den strålning avges aldrig är större än den som absorberas så är utgående strålning 53% av inkommande strålning. Jorden som strålkropp tillsammans med atmosfären absorberar och avger endast 53% av strålningen som den tar emot från solen. Vilket betyder att den bara blir 53% så varm som den hade blivit om den hade absorberat all strålning från solen. Kirchoffs lag säger att strålning från en kropp ENDAST bestäms av temperatur och frekvens. Utan undantag och under ideala förhållanden. Under mindre ideala förhållanden så är alltid balansen negativ, en gråkropp ligger aldrig i jämvikt.
Jordytan absorberar och avger 0.82x0.91=0.75, 75% av inkommande strålning, vilket betyder att atmosfären och jordens yta tappar 25% av inkommande energi som inte omvandlas till värme. Atmosfären kyler alltså av strålningen och jordytan klarar inte av att absorbera all strålning som träffar den. Utgående strålning förlorar ännu mer, 25% till försvinner av den energi som har tagits emot, alltså strålningens temperatur sjunker.
Som du ser så innebär precis varenda steg på vägen att det försvinner energi som går förlorad till omgivningen, vilket innebär en lägre temperatur. Temperaturen bestäms endast av våglängd och frekvens och jordens temperatur bestäms av inkommande strålning:
σ396^4=σ210^4 och anledningen till den minskade temperaturen i utgående strålning beror på jordens dåliga förmåga att absorbera inkommande strålning där ε=0.53. Jorden absorberar och avger endast 53% av den strålning som tas emot. Vilket delvis beror på att varje m^2 som tar emot strålningen måste avges från 2m^2, eftersom bara drygt halva klotet tar emot strålning.
Eftersom inkommande strålning är likställd med utgående strålning fast modulerad med jordens emissivitet som alltid är <1, och εσT^4=εσT^4 där ε=atmosfären och jordytans påverkan på strålningen, så kan inte ε ändras utan att T gör det, och om T ändras hos jorden så måste T på inkommande strålning ändras, eftersom εσT^4 på utgående strålning endast påverkas av temperatur och frekvens.
De beräkningar som gjorts i klimatforskningen ändrar på ε när de säger att co2 påverkar temperaturen. Men om ε ändras så sker det alltid på grund av att T ändras. Jordytan måste alltså ändra sin förmåga att absorbera och emittera strålning innan T i atmosfären kan stiga. Alternativet skulle vara att atmosfärens påverkan på inkommande strålning skulle minska, men då måste även påverkan på utgående minska.
Felet ligger i att man beräknar med εσ(T1 - T2)^4 som en förenkling εσT^4=εσT^4, vilket är en helt ok förenkling för att beräkna ett netto i nuläget. Men klimatologerna ändrar på T2 utan att ändra på ε, vilket inte är tillåtet. Eftersom då kommer inte εσT^4=εσT^4 stämma längre.
Om man istället använder εσT^4=σT^4 så ser man att det inte går att ändra T på någon sida utan att den andra ändras. Man kan inte heller ändra på ε utan att utgående strålning ändras. ε är aldrig något som kan påverka baklänges, om ε ändras så är det som förändras vad som absorberas av inkommande, och mängden som avges blir genom ε är alltid mindre än 1.
Om co2 skulle öka mängden som absorberas så innebär det att mängden som avges till rymden minskar. Vilket också måste innebära att mängden som absorberas från rymden(solen) minskar.
Klimatspöket består av en felaktig behandling av ε, där man låter den bli större än 1, men endast som absorption i atmosfären, vilket är en omöjlighet enligt strålningslagarna så länge det inte handlar om att öka absorption av inkommande strålning. Det är enda sättet att öka temperaturen, genom ökad absorption av solstrålning. Jorden är en helt passiv slav till solen och att öka mängden massa i atmosfären med några hundra ppm co2 kommer endast att innebära att solstrålningen fördelas över mer massa, vilket betyder lägre temperatur.